Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

1. Kiến thức trọng tâm

Chuyển động biến đổi là chuyển động mà vận tốc thay đổi theo thời gian. Khi vận tốc tăng dần, chuyển động là nhanh dần; khi vận tốc giảm dần, chuyển động là chậm dần. Đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc là gia tốc.

Gia tốc trung bình trong khoảng thời gian $\Delta t$ được tính bằng độ thay đổi vận tốc chia cho thời gian đó: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_2 - v_1}{t_2 - t_1}$. Gia tốc là đại lượng vectơ, đơn vị là $\text{m/s}^2$. Trên đường thẳng, nếu chọn chiều dương trùng với chiều chuyển động, gia tốc dương ứng với chuyển động nhanh dần, gia tốc âm ứng với chuyển động chậm dần. Gia tốc tức thời là gia tốc tại một thời điểm xác định; trong chương trình lớp 10, ta chủ yếu xét chuyển động có gia tốc không đổi, gọi là chuyển động thẳng biến đổi đều.

2. Ví dụ minh họa

Một ô tô đang chạy với vận tốc $10\ \text{m/s}$ thì tăng tốc, sau $5\ \text{s}$ đạt vận tốc $25\ \text{m/s}$. Tính gia tốc của ô tô và cho biết chuyển động là nhanh dần hay chậm dần.

Lời giải. Độ thay đổi vận tốc là $\Delta v = 25 - 10 = 15\ \text{m/s}$. Gia tốc là $a = \frac{15}{5} = 3\ \text{m/s}^2$. Gia tốc dương và cùng chiều chuyển động nên ô tô chuyển động nhanh dần đều.

3. Ghi nhớ

• Gia tốc: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$, đơn vị $\text{m/s}^2$.
• Gia tốc cùng chiều vận tốc: nhanh dần; ngược chiều vận tốc: chậm dần.
• Chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc không đổi.